[發明專利]磨削圓角滾壓曲軸砂輪寬度的計算方法

在審

• 申請號: 201710228399.2
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN107016195A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 張淑琪
• 申請（專利權）人: 桂林福達曲軸有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司45112
• 代理人: 周雯

技術領域

本發明涉及汽車發動機曲軸加工領域，具體涉及一種磨削圓角滾壓曲軸砂輪寬度的計算方法。

背景技術

曲軸被視為發動機的心臟，是發動機的動力源，它是一種高速旋轉零件，要求具有足夠的耐磨性和強度，為提高曲軸的耐磨性和耐疲勞強度，軸頸表面和圓角需要經過強化處理，并經過精磨加工，以達到較高的表面硬度和表面粗糙度。目前乘用車曲軸材料一般有球墨鑄鐵和合金鋼兩種選擇，普遍采用圓角滾圓強化和軸頸表面淬火工藝，有利于降低能源消耗，綠色環保。曲軸一般由主軸頸，連桿軸頸、小頭和法蘭等幾部分組成。一般加工工藝為：精車軸頸外圓及沉割槽→軸頸中頻淬火→圓角滾壓→精磨全部主軸、連桿外圓及止推面。磨削時，除止推檔需要磨削側面外，其它主軸和連桿頸僅磨削軸徑，不磨削側面，可大幅提高生產效率。

在這種情況下，磨削主軸頸及連桿頸砂輪寬度的選擇尤為重要，砂輪寬度L選擇太寬，會磨傷沉割槽圓角；砂輪寬度L選擇太窄，又磨不完全部軸徑，在軸徑上留有凸臺。因此，對于如何精確的選擇磨削砂輪的寬度，顯得尤為重要。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明解決的問題是如何解決曲軸在加工過程中因磨削砂輪寬度選擇不當而容易造成的磨傷沉割槽圓角或在軸徑上留有凸臺問題。

針對上述技術問題，本發明提供的技術方案是一種磨削圓角滾壓曲軸砂輪寬度的計算方法，包括如下步驟：

步驟1設定曲軸參數；設主軸或連桿頸的檔寬為H，沉割槽的半徑為R，沉割槽的深度為h，沉割槽的寬度為k，主軸或連桿軸徑寬度為m，沉割槽后角為β，沉割槽側面凹進深度為δ，其中H、R、h、δ標注有公差。

步驟2根據沉割槽的深度h，計算沉割槽的寬度k；

(1)當h≥R-R.cosβ時，沉割槽的寬度k＝R+R.sinβ+cotβ[h-(R-R.cosβ)]–δ；

(2)當h＜R-R.cosβ時，沉割槽的寬度

步驟3根據對應沉割槽的深度h_min，計算對應沉割槽的最小寬度k_min；

當R、h取最小值、δ取最大值時，k值最小，即：

(1)當h_min≥R_min-R_min.cosβ時，

k_min＝R_min+R_min.sinβ+cotβ[h_min-(R_min-R_min.cosβ)]–δ_max………………公式①

(2)當h_min＜R_min-R_min.cosβ時，

步驟4根據計算主軸或連桿軸徑寬度m，計算砂輪磨削后在軸徑上不留凸臺砂輪寬度最小值L；

m＝H-2k，m_max＝H_max-2k_min，為了使砂輪磨削后在軸徑上不留凸臺，則砂輪寬度L必須滿足L≥m_max＝H_max-2k_min；

步驟5計算磨到沉割槽圓角的砂輪寬度最大值L₀；

當H、δ、h取最小值、R取最大值時，這時砂輪剛好磨到沉割槽圓角的砂輪寬度L₀是砂輪選擇寬度的最大值

步驟6確定砂輪寬度L數值范圍。

砂輪寬度L的取值范圍為：m_max≤L≤L₀，優選地，取L＝(L₀+m_max)/2作為砂輪的寬度值，比較理想，若有時砂輪是修出小圓角的，這時的砂輪寬度L是指去除砂輪圓角后的有效寬度滿足上述要求。

采有本發明的技術方案能準確計算出選用砂輪的最佳寬度，排除砂輪選擇的盲目性有效地解決曲軸在加工過程中因磨削砂輪寬度選擇不當而容易造成的磨傷沉割槽圓角或在軸徑上留有凸臺問題。

附圖說明

圖1為曲軸結構示意圖；

圖2為砂輪寬度L選擇太寬，磨傷沉割槽圓角情況；

圖3砂輪寬度L選擇太窄，在軸徑上留有凸臺情況；

圖4為沉割槽的兩種型式；

圖5為B型沉割槽的計算模型圖；

圖6為B型沉割槽磨到沉割槽圓角的最大砂輪寬度L₀示意圖；